一種新型模塊化多電平換流器子模塊拓撲與控制策略研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、相對于兩電平或三電平換流器,模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)波形質(zhì)量高、開關頻率小,且損耗低,已逐漸成為新一代柔性直流輸電的主要拓撲?;?MMC的柔性直流輸電系統(tǒng)在海上風電場并網(wǎng)和城市電網(wǎng)增容改造等領域具有廣闊的應用前景。為降低安裝和維修成本,工業(yè)界迫切需要MMC子模塊的體積和質(zhì)量能有所降低,而在MMC子模塊中電容體積占50%以上,質(zhì)量占80%以上。然而,目前鮮有針對降低 MMC子

2、模塊電容體積和質(zhì)量的研究,因此開展此方面的研究極具實際意義。文章提出了一種可降低子模塊電容體積和質(zhì)量的新型MMC子模塊拓撲,并對新型MMC子模塊的相關控制策略開展了研究,具體研究內(nèi)容如下:
 ?、俜治隽私饘倩∧る娙莸哪芰棵芏燃捌涑惺芗y波電流的能力。闡述了減小電容體積的原理,研究了可降低薄膜電容體積的層疊式開關電容的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理,計算分析了不同層疊式開關電容的能量利用率,為層疊式開關電容的應用奠定了理論基礎。
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3、于層疊式開關電容,提出了可降低子模塊電容體積的新型 MMC子模塊拓撲,并從理論上對新型MMC子模塊電容容量和體積進行分析。研究了新型MMC子模塊工作原理,提出了額定功率下新型 MMC子模塊控制策略,為了子模塊安全穩(wěn)定運行,提出了死區(qū)時間內(nèi)新型MMC子模塊控制策略。同時為了降低損耗,提出了運行功率低于額定功率時的新型MMC子模塊的控制策略。
 ?、劢⒘嘶谛滦蚆MC子模塊的MMC交直流解耦的數(shù)學模型,將MMC控制系統(tǒng)分為交流回路控

4、制和環(huán)流抑制控制。設計了雙閉環(huán)的交流回路控制器。分析了基于新型MMC子模塊的MMC系統(tǒng)諧波環(huán)流機理,并針對的2次、4次環(huán)流和5次諧波設計了相應的諧波環(huán)流抑制控制器,提出了適用于新型 MMC子模塊的電容電壓平衡控制策略。
 ?、芑谛滦蚆MC子模塊,在Matlab/simulink中搭建了三相11電平的MMC系統(tǒng)。選取了系統(tǒng)所需電容和IGBT模塊,對比研究了新型MMC子模塊電容和半橋子模塊電容的容量和體積,得到電壓紋波系數(shù)為10%時

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